Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/nab/target-pending
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
32
33 #include <trace/events/block.h>
34
35 /*
36  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
37  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
38  */
39 #define BIO_INLINE_VECS         4
40
41 /*
42  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
43  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
44  * unsigned short
45  */
46 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
47 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
48         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
49 };
50 #undef BV
51
52 /*
53  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
54  * IO code that does not need private memory pools.
55  */
56 struct bio_set *fs_bio_set;
57 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
58
59 /*
60  * Our slab pool management
61  */
62 struct bio_slab {
63         struct kmem_cache *slab;
64         unsigned int slab_ref;
65         unsigned int slab_size;
66         char name[8];
67 };
68 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
69 static struct bio_slab *bio_slabs;
70 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
71
72 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
73 {
74         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
75         struct kmem_cache *slab = NULL;
76         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
77         unsigned int new_bio_slab_max;
78         unsigned int i, entry = -1;
79
80         mutex_lock(&bio_slab_lock);
81
82         i = 0;
83         while (i < bio_slab_nr) {
84                 bslab = &bio_slabs[i];
85
86                 if (!bslab->slab && entry == -1)
87                         entry = i;
88                 else if (bslab->slab_size == sz) {
89                         slab = bslab->slab;
90                         bslab->slab_ref++;
91                         break;
92                 }
93                 i++;
94         }
95
96         if (slab)
97                 goto out_unlock;
98
99         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
100                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
101                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
102                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
103                                          GFP_KERNEL);
104                 if (!new_bio_slabs)
105                         goto out_unlock;
106                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
107                 bio_slabs = new_bio_slabs;
108         }
109         if (entry == -1)
110                 entry = bio_slab_nr++;
111
112         bslab = &bio_slabs[entry];
113
114         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
115         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
116         if (!slab)
117                 goto out_unlock;
118
119         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
120         bslab->slab = slab;
121         bslab->slab_ref = 1;
122         bslab->slab_size = sz;
123 out_unlock:
124         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
125         return slab;
126 }
127
128 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
129 {
130         struct bio_slab *bslab = NULL;
131         unsigned int i;
132
133         mutex_lock(&bio_slab_lock);
134
135         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
136                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
137                         bslab = &bio_slabs[i];
138                         break;
139                 }
140         }
141
142         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
143                 goto out;
144
145         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
146
147         if (--bslab->slab_ref)
148                 goto out;
149
150         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
151         bslab->slab = NULL;
152
153 out:
154         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
155 }
156
157 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
158 {
159         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
160 }
161
162 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
163 {
164         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
165
166         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
167                 mempool_free(bv, pool);
168         else {
169                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
170
171                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
172         }
173 }
174
175 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
176                            mempool_t *pool)
177 {
178         struct bio_vec *bvl;
179
180         /*
181          * see comment near bvec_array define!
182          */
183         switch (nr) {
184         case 1:
185                 *idx = 0;
186                 break;
187         case 2 ... 4:
188                 *idx = 1;
189                 break;
190         case 5 ... 16:
191                 *idx = 2;
192                 break;
193         case 17 ... 64:
194                 *idx = 3;
195                 break;
196         case 65 ... 128:
197                 *idx = 4;
198                 break;
199         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
200                 *idx = 5;
201                 break;
202         default:
203                 return NULL;
204         }
205
206         /*
207          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
208          * 1-vec entry pool is mempool backed.
209          */
210         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
211 fallback:
212                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
213         } else {
214                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
215                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
216
217                 /*
218                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
219                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
220                  * in case of failure.
221                  */
222                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
223
224                 /*
225                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
226                  * is set, retry with the 1-entry mempool
227                  */
228                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
229                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
230                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
231                         goto fallback;
232                 }
233         }
234
235         return bvl;
236 }
237
238 static void __bio_free(struct bio *bio)
239 {
240         bio_disassociate_task(bio);
241
242         if (bio_integrity(bio))
243                 bio_integrity_free(bio);
244 }
245
246 static void bio_free(struct bio *bio)
247 {
248         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
249         void *p;
250
251         __bio_free(bio);
252
253         if (bs) {
254                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
255                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
256
257                 /*
258                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
259                  */
260                 p = bio;
261                 p -= bs->front_pad;
262
263                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
264         } else {
265                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
266                 kfree(bio);
267         }
268 }
269
270 void bio_init(struct bio *bio)
271 {
272         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
273         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
274         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
275         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
278
279 /**
280  * bio_reset - reinitialize a bio
281  * @bio:        bio to reset
282  *
283  * Description:
284  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
285  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
286  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
287  *   comment in struct bio.
288  */
289 void bio_reset(struct bio *bio)
290 {
291         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
292
293         __bio_free(bio);
294
295         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
296         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
297         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
300
301 static void bio_chain_endio(struct bio *bio, int error)
302 {
303         bio_endio(bio->bi_private, error);
304         bio_put(bio);
305 }
306
307 /**
308  * bio_chain - chain bio completions
309  *
310  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
311  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
312  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
313  *
314  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
315  */
316 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
317 {
318         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
319
320         bio->bi_private = parent;
321         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
322         atomic_inc(&parent->bi_remaining);
323 }
324 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
325
326 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
327 {
328         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
329         struct bio *bio;
330
331         while (1) {
332                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
333                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
334                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
335
336                 if (!bio)
337                         break;
338
339                 generic_make_request(bio);
340         }
341 }
342
343 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
344 {
345         struct bio_list punt, nopunt;
346         struct bio *bio;
347
348         /*
349          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
350          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
351          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
352          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
353          * our own rescuer would be bad.
354          *
355          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
356          * remove from the middle of the list:
357          */
358
359         bio_list_init(&punt);
360         bio_list_init(&nopunt);
361
362         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
363                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
364
365         *current->bio_list = nopunt;
366
367         spin_lock(&bs->rescue_lock);
368         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
369         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
370
371         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
372 }
373
374 /**
375  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
376  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
377  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
378  * @bs:         the bio_set to allocate from.
379  *
380  * Description:
381  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
382  *   backed by the @bs's mempool.
383  *
384  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
385  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
386  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
387  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
388  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
389  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
390  *
391  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
392  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
393  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
394  *   stack overflows.
395  *
396  *   This would normally mean allocating multiple bios under
397  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
398  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
399  *   thread.
400  *
401  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
402  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
403  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
404  *   for per bio allocations.
405  *
406  *   RETURNS:
407  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
408  */
409 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
410 {
411         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
412         unsigned front_pad;
413         unsigned inline_vecs;
414         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
415         struct bio_vec *bvl = NULL;
416         struct bio *bio;
417         void *p;
418
419         if (!bs) {
420                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
421                         return NULL;
422
423                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
424                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
425                             gfp_mask);
426                 front_pad = 0;
427                 inline_vecs = nr_iovecs;
428         } else {
429                 /*
430                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
431                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
432                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
433                  * return.
434                  *
435                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
436                  * multiple bios from the same bio_set() while running
437                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
438                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
439                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
440                  * reserve.
441                  *
442                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
443                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
444                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
445                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
446                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
447                  * with the original gfp_flags.
448                  */
449
450                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
451                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
452
453                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
454                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
455                         punt_bios_to_rescuer(bs);
456                         gfp_mask = saved_gfp;
457                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
458                 }
459
460                 front_pad = bs->front_pad;
461                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
462         }
463
464         if (unlikely(!p))
465                 return NULL;
466
467         bio = p + front_pad;
468         bio_init(bio);
469
470         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
471                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
472                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
473                         punt_bios_to_rescuer(bs);
474                         gfp_mask = saved_gfp;
475                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
476                 }
477
478                 if (unlikely(!bvl))
479                         goto err_free;
480
481                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
482         } else if (nr_iovecs) {
483                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
484         }
485
486         bio->bi_pool = bs;
487         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
488         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
489         bio->bi_io_vec = bvl;
490         return bio;
491
492 err_free:
493         mempool_free(p, bs->bio_pool);
494         return NULL;
495 }
496 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
497
498 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
499 {
500         unsigned long flags;
501         struct bio_vec bv;
502         struct bvec_iter iter;
503
504         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
505                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
506                 memset(data, 0, bv.bv_len);
507                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
508                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
509         }
510 }
511 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
512
513 /**
514  * bio_put - release a reference to a bio
515  * @bio:   bio to release reference to
516  *
517  * Description:
518  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
519  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
520  **/
521 void bio_put(struct bio *bio)
522 {
523         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
524
525         /*
526          * last put frees it
527          */
528         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
529                 bio_free(bio);
530 }
531 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
532
533 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
534 {
535         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
536                 blk_recount_segments(q, bio);
537
538         return bio->bi_phys_segments;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
541
542 /**
543  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
544  *      @bio: destination bio
545  *      @bio_src: bio to clone
546  *
547  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
548  *      the actual data it points to. Reference count of returned
549  *      bio will be one.
550  *
551  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
552  */
553 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
554 {
555         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
556
557         /*
558          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
559          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
560          */
561         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
562         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
563         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
564         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
565         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
566 }
567 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
568
569 /**
570  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
571  *      @bio: bio to clone
572  *      @gfp_mask: allocation priority
573  *      @bs: bio_set to allocate from
574  *
575  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
576  */
577 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
578 {
579         struct bio *b;
580
581         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
582         if (!b)
583                 return NULL;
584
585         __bio_clone_fast(b, bio);
586
587         if (bio_integrity(bio)) {
588                 int ret;
589
590                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
591
592                 if (ret < 0) {
593                         bio_put(b);
594                         return NULL;
595                 }
596         }
597
598         return b;
599 }
600 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
601
602 /**
603  *      bio_clone_bioset - clone a bio
604  *      @bio_src: bio to clone
605  *      @gfp_mask: allocation priority
606  *      @bs: bio_set to allocate from
607  *
608  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
609  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
610  */
611 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
612                              struct bio_set *bs)
613 {
614         struct bvec_iter iter;
615         struct bio_vec bv;
616         struct bio *bio;
617
618         /*
619          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
620          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
621          *
622          * We can't do that anymore, because:
623          *
624          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
625          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
626          *
627          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
628          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
629          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
630          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
631          *
632          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
633          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
634          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
635          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
636          *    asking for trouble and would force extra work on
637          *    __bio_clone_fast() anyways.
638          */
639
640         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
641         if (!bio)
642                 return NULL;
643
644         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
645         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
646         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
647         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
648
649         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
650                 goto integrity_clone;
651
652         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) {
653                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
654                 goto integrity_clone;
655         }
656
657         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
658                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
659
660 integrity_clone:
661         if (bio_integrity(bio_src)) {
662                 int ret;
663
664                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
665                 if (ret < 0) {
666                         bio_put(bio);
667                         return NULL;
668                 }
669         }
670
671         return bio;
672 }
673 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
674
675 /**
676  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
677  *      @bdev:  I/O target
678  *
679  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
680  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
681  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
682  *      on offset.
683  */
684 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
685 {
686         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
687         int nr_pages;
688
689         nr_pages = min_t(unsigned,
690                      queue_max_segments(q),
691                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
692
693         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
694
695 }
696 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
697
698 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
699                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
700                           unsigned int max_sectors)
701 {
702         int retried_segments = 0;
703         struct bio_vec *bvec;
704
705         /*
706          * cloned bio must not modify vec list
707          */
708         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
709                 return 0;
710
711         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
712                 return 0;
713
714         /*
715          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
716          * we will often be called with the same page as last time and
717          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
718          */
719         if (bio->bi_vcnt > 0) {
720                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
721
722                 if (page == prev->bv_page &&
723                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
724                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
725                         prev->bv_len += len;
726
727                         if (q->merge_bvec_fn) {
728                                 struct bvec_merge_data bvm = {
729                                         /* prev_bvec is already charged in
730                                            bi_size, discharge it in order to
731                                            simulate merging updated prev_bvec
732                                            as new bvec. */
733                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
734                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
735                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
736                                                 prev_bv_len,
737                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
738                                 };
739
740                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
741                                         prev->bv_len -= len;
742                                         return 0;
743                                 }
744                         }
745
746                         goto done;
747                 }
748         }
749
750         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
751                 return 0;
752
753         /*
754          * we might lose a segment or two here, but rather that than
755          * make this too complex.
756          */
757
758         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
759
760                 if (retried_segments)
761                         return 0;
762
763                 retried_segments = 1;
764                 blk_recount_segments(q, bio);
765         }
766
767         /*
768          * setup the new entry, we might clear it again later if we
769          * cannot add the page
770          */
771         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
772         bvec->bv_page = page;
773         bvec->bv_len = len;
774         bvec->bv_offset = offset;
775
776         /*
777          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
778          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
779          * queue to get further control
780          */
781         if (q->merge_bvec_fn) {
782                 struct bvec_merge_data bvm = {
783                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
784                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
785                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size,
786                         .bi_rw = bio->bi_rw,
787                 };
788
789                 /*
790                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
791                  * at this offset
792                  */
793                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
794                         bvec->bv_page = NULL;
795                         bvec->bv_len = 0;
796                         bvec->bv_offset = 0;
797                         return 0;
798                 }
799         }
800
801         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
802         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
803                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
804
805         bio->bi_vcnt++;
806         bio->bi_phys_segments++;
807  done:
808         bio->bi_iter.bi_size += len;
809         return len;
810 }
811
812 /**
813  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
814  *      @q: the target queue
815  *      @bio: destination bio
816  *      @page: page to add
817  *      @len: vec entry length
818  *      @offset: vec entry offset
819  *
820  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
821  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
822  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
823  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
824  *
825  *      This should only be used by REQ_PC bios.
826  */
827 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
828                     unsigned int len, unsigned int offset)
829 {
830         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
831                               queue_max_hw_sectors(q));
832 }
833 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
834
835 /**
836  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
837  *      @bio: destination bio
838  *      @page: page to add
839  *      @len: vec entry length
840  *      @offset: vec entry offset
841  *
842  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
843  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
844  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
845  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
846  */
847 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
848                  unsigned int offset)
849 {
850         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
851         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
852 }
853 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
854
855 struct submit_bio_ret {
856         struct completion event;
857         int error;
858 };
859
860 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
861 {
862         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
863
864         ret->error = error;
865         complete(&ret->event);
866 }
867
868 /**
869  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
870  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
871  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
872  *
873  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
874  * bio_endio() on failure.
875  */
876 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
877 {
878         struct submit_bio_ret ret;
879
880         rw |= REQ_SYNC;
881         init_completion(&ret.event);
882         bio->bi_private = &ret;
883         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
884         submit_bio(rw, bio);
885         wait_for_completion(&ret.event);
886
887         return ret.error;
888 }
889 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
890
891 /**
892  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
893  * @bio:        bio to advance
894  * @bytes:      number of bytes to complete
895  *
896  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
897  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
898  * be updated on the last bvec as well.
899  *
900  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
901  */
902 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
903 {
904         if (bio_integrity(bio))
905                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
906
907         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
908 }
909 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
910
911 /**
912  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
913  * @bio: bio to allocate pages for
914  * @gfp_mask: flags for allocation
915  *
916  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
917  *
918  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
919  * freed.
920  */
921 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
922 {
923         int i;
924         struct bio_vec *bv;
925
926         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
927                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
928                 if (!bv->bv_page) {
929                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
930                                 __free_page(bv->bv_page);
931                         return -ENOMEM;
932                 }
933         }
934
935         return 0;
936 }
937 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
938
939 /**
940  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
941  * another
942  * @src: source bio list
943  * @dst: destination bio list
944  *
945  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
946  * @src and @dst as linked lists of bios.
947  *
948  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
949  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
950  */
951 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
952 {
953         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
954         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
955         void *src_p, *dst_p;
956         unsigned bytes;
957
958         src_iter = src->bi_iter;
959         dst_iter = dst->bi_iter;
960
961         while (1) {
962                 if (!src_iter.bi_size) {
963                         src = src->bi_next;
964                         if (!src)
965                                 break;
966
967                         src_iter = src->bi_iter;
968                 }
969
970                 if (!dst_iter.bi_size) {
971                         dst = dst->bi_next;
972                         if (!dst)
973                                 break;
974
975                         dst_iter = dst->bi_iter;
976                 }
977
978                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
979                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
980
981                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
982
983                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
984                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
985
986                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
987                        src_p + src_bv.bv_offset,
988                        bytes);
989
990                 kunmap_atomic(dst_p);
991                 kunmap_atomic(src_p);
992
993                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
994                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
995         }
996 }
997 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
998
999 struct bio_map_data {
1000         int nr_sgvecs;
1001         int is_our_pages;
1002         struct sg_iovec sgvecs[];
1003 };
1004
1005 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
1006                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1007                              int is_our_pages)
1008 {
1009         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
1010         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
1011         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
1012         bio->bi_private = bmd;
1013 }
1014
1015 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
1016                                                unsigned int iov_count,
1017                                                gfp_t gfp_mask)
1018 {
1019         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1020                 return NULL;
1021
1022         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1023                        sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
1024 }
1025
1026 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1027                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
1028 {
1029         int ret = 0, i;
1030         struct bio_vec *bvec;
1031         int iov_idx = 0;
1032         unsigned int iov_off = 0;
1033
1034         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1035                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
1036                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
1037
1038                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
1039                         unsigned int bytes;
1040                         char __user *iov_addr;
1041
1042                         bytes = min_t(unsigned int,
1043                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
1044                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
1045
1046                         if (!ret) {
1047                                 if (to_user)
1048                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
1049                                                            bytes);
1050
1051                                 if (from_user)
1052                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
1053                                                              bytes);
1054
1055                                 if (ret)
1056                                         ret = -EFAULT;
1057                         }
1058
1059                         bv_len -= bytes;
1060                         bv_addr += bytes;
1061                         iov_addr += bytes;
1062                         iov_off += bytes;
1063
1064                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
1065                                 iov_idx++;
1066                                 iov_off = 0;
1067                         }
1068                 }
1069
1070                 if (do_free_page)
1071                         __free_page(bvec->bv_page);
1072         }
1073
1074         return ret;
1075 }
1076
1077 /**
1078  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1079  *      @bio: bio being terminated
1080  *
1081  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
1082  *      to user space in case of a read.
1083  */
1084 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1085 {
1086         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1087         struct bio_vec *bvec;
1088         int ret = 0, i;
1089
1090         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1091                 /*
1092                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1093                  * don't copy into a random user address space, just free.
1094                  */
1095                 if (current->mm)
1096                         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs,
1097                                              bio_data_dir(bio) == READ,
1098                                              0, bmd->is_our_pages);
1099                 else if (bmd->is_our_pages)
1100                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1101                                 __free_page(bvec->bv_page);
1102         }
1103         kfree(bmd);
1104         bio_put(bio);
1105         return ret;
1106 }
1107 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1108
1109 /**
1110  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1111  *      @q: destination block queue
1112  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1113  *      @iov:   the iovec.
1114  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1115  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1116  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1117  *
1118  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1119  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1120  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1121  */
1122 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1123                               struct rq_map_data *map_data,
1124                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1125                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1126 {
1127         struct bio_map_data *bmd;
1128         struct bio_vec *bvec;
1129         struct page *page;
1130         struct bio *bio;
1131         int i, ret;
1132         int nr_pages = 0;
1133         unsigned int len = 0;
1134         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1135
1136         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1137                 unsigned long uaddr;
1138                 unsigned long end;
1139                 unsigned long start;
1140
1141                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1142                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1143                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1144
1145                 /*
1146                  * Overflow, abort
1147                  */
1148                 if (end < start)
1149                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1150
1151                 nr_pages += end - start;
1152                 len += iov[i].iov_len;
1153         }
1154
1155         if (offset)
1156                 nr_pages++;
1157
1158         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
1159         if (!bmd)
1160                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1161
1162         ret = -ENOMEM;
1163         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1164         if (!bio)
1165                 goto out_bmd;
1166
1167         if (!write_to_vm)
1168                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1169
1170         ret = 0;
1171
1172         if (map_data) {
1173                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1174                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1175         }
1176         while (len) {
1177                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1178
1179                 bytes -= offset;
1180
1181                 if (bytes > len)
1182                         bytes = len;
1183
1184                 if (map_data) {
1185                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1186                                 ret = -ENOMEM;
1187                                 break;
1188                         }
1189
1190                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1191                         page += (i % nr_pages);
1192
1193                         i++;
1194                 } else {
1195                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1196                         if (!page) {
1197                                 ret = -ENOMEM;
1198                                 break;
1199                         }
1200                 }
1201
1202                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1203                         break;
1204
1205                 len -= bytes;
1206                 offset = 0;
1207         }
1208
1209         if (ret)
1210                 goto cleanup;
1211
1212         /*
1213          * success
1214          */
1215         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1216             (map_data && map_data->from_user)) {
1217                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1218                 if (ret)
1219                         goto cleanup;
1220         }
1221
1222         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1223         return bio;
1224 cleanup:
1225         if (!map_data)
1226                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1227                         __free_page(bvec->bv_page);
1228
1229         bio_put(bio);
1230 out_bmd:
1231         kfree(bmd);
1232         return ERR_PTR(ret);
1233 }
1234
1235 /**
1236  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1237  *      @q: destination block queue
1238  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1239  *      @uaddr: start of user address
1240  *      @len: length in bytes
1241  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1242  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1243  *
1244  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1245  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1246  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1247  */
1248 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1249                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1250                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1251 {
1252         struct sg_iovec iov;
1253
1254         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1255         iov.iov_len = len;
1256
1257         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1258 }
1259 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1260
1261 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1262                                       struct block_device *bdev,
1263                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1264                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1265 {
1266         int i, j;
1267         int nr_pages = 0;
1268         struct page **pages;
1269         struct bio *bio;
1270         int cur_page = 0;
1271         int ret, offset;
1272
1273         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1274                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1275                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1276                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1277                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1278
1279                 /*
1280                  * Overflow, abort
1281                  */
1282                 if (end < start)
1283                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1284
1285                 nr_pages += end - start;
1286                 /*
1287                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1288                  */
1289                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1290                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1291         }
1292
1293         if (!nr_pages)
1294                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1295
1296         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1297         if (!bio)
1298                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1299
1300         ret = -ENOMEM;
1301         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1302         if (!pages)
1303                 goto out;
1304
1305         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1306                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1307                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1308                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1309                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1310                 const int local_nr_pages = end - start;
1311                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1312
1313                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1314                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1315                 if (ret < local_nr_pages) {
1316                         ret = -EFAULT;
1317                         goto out_unmap;
1318                 }
1319
1320                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1321                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1322                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1323
1324                         if (len <= 0)
1325                                 break;
1326                         
1327                         if (bytes > len)
1328                                 bytes = len;
1329
1330                         /*
1331                          * sorry...
1332                          */
1333                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1334                                             bytes)
1335                                 break;
1336
1337                         len -= bytes;
1338                         offset = 0;
1339                 }
1340
1341                 cur_page = j;
1342                 /*
1343                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1344                  */
1345                 while (j < page_limit)
1346                         page_cache_release(pages[j++]);
1347         }
1348
1349         kfree(pages);
1350
1351         /*
1352          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1353          */
1354         if (!write_to_vm)
1355                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1356
1357         bio->bi_bdev = bdev;
1358         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1359         return bio;
1360
1361  out_unmap:
1362         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1363                 if(!pages[i])
1364                         break;
1365                 page_cache_release(pages[i]);
1366         }
1367  out:
1368         kfree(pages);
1369         bio_put(bio);
1370         return ERR_PTR(ret);
1371 }
1372
1373 /**
1374  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1375  *      @q: the struct request_queue for the bio
1376  *      @bdev: destination block device
1377  *      @uaddr: start of user address
1378  *      @len: length in bytes
1379  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1380  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1381  *
1382  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1383  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1384  */
1385 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1386                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1387                          gfp_t gfp_mask)
1388 {
1389         struct sg_iovec iov;
1390
1391         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1392         iov.iov_len = len;
1393
1394         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1395 }
1396 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1397
1398 /**
1399  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1400  *      @q: the struct request_queue for the bio
1401  *      @bdev: destination block device
1402  *      @iov:   the iovec.
1403  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1404  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1405  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1406  *
1407  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1408  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1409  */
1410 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1411                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1412                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1413 {
1414         struct bio *bio;
1415
1416         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1417                                  gfp_mask);
1418         if (IS_ERR(bio))
1419                 return bio;
1420
1421         /*
1422          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1423          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1424          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1425          * reference to it
1426          */
1427         bio_get(bio);
1428
1429         return bio;
1430 }
1431
1432 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1433 {
1434         struct bio_vec *bvec;
1435         int i;
1436
1437         /*
1438          * make sure we dirty pages we wrote to
1439          */
1440         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1441                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1442                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1443
1444                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1445         }
1446
1447         bio_put(bio);
1448 }
1449
1450 /**
1451  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1452  *      @bio:           the bio being unmapped
1453  *
1454  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1455  *      a process context.
1456  *
1457  *      bio_unmap_user() may sleep.
1458  */
1459 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1460 {
1461         __bio_unmap_user(bio);
1462         bio_put(bio);
1463 }
1464 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1465
1466 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1467 {
1468         bio_put(bio);
1469 }
1470
1471 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1472                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1473 {
1474         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1475         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1476         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1477         const int nr_pages = end - start;
1478         int offset, i;
1479         struct bio *bio;
1480
1481         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1482         if (!bio)
1483                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1484
1485         offset = offset_in_page(kaddr);
1486         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1487                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1488
1489                 if (len <= 0)
1490                         break;
1491
1492                 if (bytes > len)
1493                         bytes = len;
1494
1495                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1496                                     offset) < bytes)
1497                         break;
1498
1499                 data += bytes;
1500                 len -= bytes;
1501                 offset = 0;
1502         }
1503
1504         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1505         return bio;
1506 }
1507
1508 /**
1509  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1510  *      @q: the struct request_queue for the bio
1511  *      @data: pointer to buffer to map
1512  *      @len: length in bytes
1513  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1514  *
1515  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1516  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1517  */
1518 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1519                          gfp_t gfp_mask)
1520 {
1521         struct bio *bio;
1522
1523         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1524         if (IS_ERR(bio))
1525                 return bio;
1526
1527         if (bio->bi_iter.bi_size == len)
1528                 return bio;
1529
1530         /*
1531          * Don't support partial mappings.
1532          */
1533         bio_put(bio);
1534         return ERR_PTR(-EINVAL);
1535 }
1536 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1537
1538 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1539 {
1540         struct bio_vec *bvec;
1541         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1542         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1543         int i;
1544         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1545
1546         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1547                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1548
1549                 if (read)
1550                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
1551
1552                 __free_page(bvec->bv_page);
1553                 p += bvec->bv_len;
1554         }
1555
1556         kfree(bmd);
1557         bio_put(bio);
1558 }
1559
1560 /**
1561  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1562  *      @q: the struct request_queue for the bio
1563  *      @data: pointer to buffer to copy
1564  *      @len: length in bytes
1565  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1566  *      @reading: data direction is READ
1567  *
1568  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1569  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1570  */
1571 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1572                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1573 {
1574         struct bio *bio;
1575         struct bio_vec *bvec;
1576         int i;
1577
1578         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1579         if (IS_ERR(bio))
1580                 return bio;
1581
1582         if (!reading) {
1583                 void *p = data;
1584
1585                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1586                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1587
1588                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1589                         p += bvec->bv_len;
1590                 }
1591         }
1592
1593         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1594
1595         return bio;
1596 }
1597 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1598
1599 /*
1600  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1601  * for performing direct-IO in BIOs.
1602  *
1603  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1604  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1605  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1606  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1607  * in process context.
1608  *
1609  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1610  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1611  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1612  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1613  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1614  *
1615  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1616  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1617  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1618  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1619  * pagecache.
1620  *
1621  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1622  * deferred bio dirtying paths.
1623  */
1624
1625 /*
1626  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1627  */
1628 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1629 {
1630         struct bio_vec *bvec;
1631         int i;
1632
1633         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1634                 struct page *page = bvec->bv_page;
1635
1636                 if (page && !PageCompound(page))
1637                         set_page_dirty_lock(page);
1638         }
1639 }
1640
1641 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1642 {
1643         struct bio_vec *bvec;
1644         int i;
1645
1646         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1647                 struct page *page = bvec->bv_page;
1648
1649                 if (page)
1650                         put_page(page);
1651         }
1652 }
1653
1654 /*
1655  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1656  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1657  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1658  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1659  *
1660  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1661  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1662  * run one bio_put() against the BIO.
1663  */
1664
1665 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1666
1667 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1668 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1669 static struct bio *bio_dirty_list;
1670
1671 /*
1672  * This runs in process context
1673  */
1674 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1675 {
1676         unsigned long flags;
1677         struct bio *bio;
1678
1679         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1680         bio = bio_dirty_list;
1681         bio_dirty_list = NULL;
1682         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1683
1684         while (bio) {
1685                 struct bio *next = bio->bi_private;
1686
1687                 bio_set_pages_dirty(bio);
1688                 bio_release_pages(bio);
1689                 bio_put(bio);
1690                 bio = next;
1691         }
1692 }
1693
1694 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1695 {
1696         struct bio_vec *bvec;
1697         int nr_clean_pages = 0;
1698         int i;
1699
1700         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1701                 struct page *page = bvec->bv_page;
1702
1703                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1704                         page_cache_release(page);
1705                         bvec->bv_page = NULL;
1706                 } else {
1707                         nr_clean_pages++;
1708                 }
1709         }
1710
1711         if (nr_clean_pages) {
1712                 unsigned long flags;
1713
1714                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1715                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1716                 bio_dirty_list = bio;
1717                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1718                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1719         } else {
1720                 bio_put(bio);
1721         }
1722 }
1723
1724 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1725 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1726 {
1727         struct bio_vec bvec;
1728         struct bvec_iter iter;
1729
1730         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1731                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1732 }
1733 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1734 #endif
1735
1736 /**
1737  * bio_endio - end I/O on a bio
1738  * @bio:        bio
1739  * @error:      error, if any
1740  *
1741  * Description:
1742  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1743  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1744  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1745  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1746  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1747  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1748  *   function.
1749  **/
1750 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1751 {
1752         while (bio) {
1753                 BUG_ON(atomic_read(&bio->bi_remaining) <= 0);
1754
1755                 if (error)
1756                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1757                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1758                         error = -EIO;
1759
1760                 if (!atomic_dec_and_test(&bio->bi_remaining))
1761                         return;
1762
1763                 /*
1764                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1765                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1766                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1767                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1768                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1769                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1770                  */
1771                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1772                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1773                         bio_put(bio);
1774                         bio = parent;
1775                 } else {
1776                         if (bio->bi_end_io)
1777                                 bio->bi_end_io(bio, error);
1778                         bio = NULL;
1779                 }
1780         }
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1783
1784 /**
1785  * bio_endio_nodec - end I/O on a bio, without decrementing bi_remaining
1786  * @bio:        bio
1787  * @error:      error, if any
1788  *
1789  * For code that has saved and restored bi_end_io; thing hard before using this
1790  * function, probably you should've cloned the entire bio.
1791  **/
1792 void bio_endio_nodec(struct bio *bio, int error)
1793 {
1794         atomic_inc(&bio->bi_remaining);
1795         bio_endio(bio, error);
1796 }
1797 EXPORT_SYMBOL(bio_endio_nodec);
1798
1799 /**
1800  * bio_split - split a bio
1801  * @bio:        bio to split
1802  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1803  * @gfp:        gfp mask
1804  * @bs:         bio set to allocate from
1805  *
1806  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1807  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1808  *
1809  * The newly allocated bio will point to @bio's bi_io_vec; it is the caller's
1810  * responsibility to ensure that @bio is not freed before the split.
1811  */
1812 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1813                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1814 {
1815         struct bio *split = NULL;
1816
1817         BUG_ON(sectors <= 0);
1818         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1819
1820         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1821         if (!split)
1822                 return NULL;
1823
1824         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1825
1826         if (bio_integrity(split))
1827                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1828
1829         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1830
1831         return split;
1832 }
1833 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1834
1835 /**
1836  * bio_trim - trim a bio
1837  * @bio:        bio to trim
1838  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1839  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1840  */
1841 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1842 {
1843         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1844          * the given offset and size.
1845          */
1846
1847         size <<= 9;
1848         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1849                 return;
1850
1851         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1852
1853         bio_advance(bio, offset << 9);
1854
1855         bio->bi_iter.bi_size = size;
1856 }
1857 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1858
1859 /*
1860  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1861  * use the global biovec slabs created for general use.
1862  */
1863 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1864 {
1865         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1866
1867         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1868 }
1869
1870 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1871 {
1872         if (bs->rescue_workqueue)
1873                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1874
1875         if (bs->bio_pool)
1876                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1877
1878         if (bs->bvec_pool)
1879                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1880
1881         bioset_integrity_free(bs);
1882         bio_put_slab(bs);
1883
1884         kfree(bs);
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1887
1888 /**
1889  * bioset_create  - Create a bio_set
1890  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1891  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1892  *
1893  * Description:
1894  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1895  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1896  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1897  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1898  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1899  *    or things will break badly.
1900  */
1901 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1902 {
1903         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1904         struct bio_set *bs;
1905
1906         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1907         if (!bs)
1908                 return NULL;
1909
1910         bs->front_pad = front_pad;
1911
1912         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1913         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1914         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1915
1916         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1917         if (!bs->bio_slab) {
1918                 kfree(bs);
1919                 return NULL;
1920         }
1921
1922         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1923         if (!bs->bio_pool)
1924                 goto bad;
1925
1926         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1927         if (!bs->bvec_pool)
1928                 goto bad;
1929
1930         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1931         if (!bs->rescue_workqueue)
1932                 goto bad;
1933
1934         return bs;
1935 bad:
1936         bioset_free(bs);
1937         return NULL;
1938 }
1939 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1940
1941 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1942 /**
1943  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1944  * @bio: target bio
1945  *
1946  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1947  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1948  * task actually issues it.
1949  *
1950  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1951  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1952  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1953  * calls to this function.
1954  */
1955 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1956 {
1957         struct io_context *ioc;
1958         struct cgroup_subsys_state *css;
1959
1960         if (bio->bi_ioc)
1961                 return -EBUSY;
1962
1963         ioc = current->io_context;
1964         if (!ioc)
1965                 return -ENOENT;
1966
1967         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1968         get_io_context_active(ioc);
1969         bio->bi_ioc = ioc;
1970
1971         /* associate blkcg if exists */
1972         rcu_read_lock();
1973         css = task_css(current, blkio_subsys_id);
1974         if (css && css_tryget(css))
1975                 bio->bi_css = css;
1976         rcu_read_unlock();
1977
1978         return 0;
1979 }
1980
1981 /**
1982  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1983  * @bio: target bio
1984  */
1985 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1986 {
1987         if (bio->bi_ioc) {
1988                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1989                 bio->bi_ioc = NULL;
1990         }
1991         if (bio->bi_css) {
1992                 css_put(bio->bi_css);
1993                 bio->bi_css = NULL;
1994         }
1995 }
1996
1997 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1998
1999 static void __init biovec_init_slabs(void)
2000 {
2001         int i;
2002
2003         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2004                 int size;
2005                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2006
2007                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2008                         bvs->slab = NULL;
2009                         continue;
2010                 }
2011
2012                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2013                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2014                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2015         }
2016 }
2017
2018 static int __init init_bio(void)
2019 {
2020         bio_slab_max = 2;
2021         bio_slab_nr = 0;
2022         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2023         if (!bio_slabs)
2024                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2025
2026         bio_integrity_init();
2027         biovec_init_slabs();
2028
2029         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2030         if (!fs_bio_set)
2031                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2032
2033         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2034                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2035
2036         return 0;
2037 }
2038 subsys_initcall(init_bio);